A maioria dos tumores é revestida por uma membrana protetora de “base”, uma película fina e flexível que mantém as células cancerígenas no lugar enquanto crescem e se dividem. Antes de se espalharem para outras partes do corpo, as células devem romper a membrana basal, um material que por si só tem sido complicado para os cientistas caracterizarem. Foi o que fizeram engenheiros do MIT, descobertas que podem abrir um novo caminho para a prevenção de metástases tumorais, que é a causa mais comum de mortes relacionadas com o cancro.
Os especialistas sondaram a membrana basal de tumores da mama e descobriram que o revestimento aparentemente delicado é tão resistente como uma película plástica, mas surpreendentemente elástico como um balão, capaz de aumentar até ao dobro do seu tamanho original.
Mas enquanto um balão se torna mais fácil de rebentar após algum esforço inicial, a equipa descobriu que a membrana basal fica mais rígida à medida que se expande.
Essa qualidade rígida, porém elástica, pode ajudar as membranas basais a controlarem a forma como os tumores crescem. O facto de que as membranas parecem enrijecer à medida que se expandem sugere que podem conter o crescimento de um tumor e o potencial de propagação ou metástase, pelo menos até certo ponto.
“Podemos agora pensar em formas de adicionar novos materiais ou medicamentos para aumentar ainda mais esse efeito de enrijecimento e aumentar a resistência da membrana, evitando que as células cancerígenas se espalhem”, explica Ming Guo, principal autor do estudo, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, e professor associado de engenharia mecânica no MIT.
Membrana esconde segredos
A membrana basal envolve não apenas tumores, mas também tecidos e órgãos saudáveis. O filme, uma fração da espessura de um cabelo humano, serve como suporte físico que mantém os tecidos e órgãos no sítio e ajuda a moldar a sua geometria, ao mesmo tempo que os mantém separados e distintos.
O grupo de Guo é especializado no estudo da mecânica celular, com foco no comportamento das células cancerígenas e nos processos que levam os tumores a metastizarem e está a investigar a forma como essas células interagem com o ambiente à medida que migram pelo corpo.
“Uma questão crítica que percebemos que não recebeu atenção suficiente é a membrana que envolve os tumores”, afirma Guo. “Para sair, as células precisam de quebrar essa camada. O que é essa camada em termos de propriedades do material? É algo que as células precisam de trabalhar muito para quebrar? Isso é o que nos motivou a olhar para a membrana basal.”
Para medir as propriedades da membrana, os cientistas usaram microscopia de força atómica, usando uma pequena sonda mecânica para empurrar suavemente a superfície da membrana. A força necessária para deformar a superfície pode dar aos investigadores uma ideia da resistência ou elasticidade de um material. Mas, como a membrana basal é extremamente fina e difícil de separar do tecido subjacente, Guo diz que é difícil saber qual é a resistência da membrana.
Em vez disso, a equipa usou uma técnica simples, semelhante a encher um balão, para isolar a membrana e medir a sua elasticidade.
“É uma experiência muito simples, que pode dizer algumas coisas”, refere Guo. “Uma delas é, quando se injeta pressão para encher este balão, ele fica muito maior do que o seu tamanho original. E assim que se libera a pressão, ela gradualmente encolhe, o que é um comportamento clássico de um material elástico, semelhante a um balão de borracha.”
No entanto, se para encher um balão de látex normalmente é preciso uma boa quantidade de esforço e pressão de início, sendo depois mais fácil, o mesmo não acontece com a membrana basal.
“Normalmente, quando o raio de um balão aumenta cerca de 38%, não é preciso fazer mais força a soprar, apenas mantenha a pressão e o balão se expandirá dramaticamente”, afirma Guo.
Já a membrana basal ficou mais rígida, ou mais resistente à medida que enchia, indicando que o material é não linearmente elástico e capaz de mudar a sua rigidez à medida que se deforma.
“Se ocorresse uma instabilidade instantânea, um tumor simplesmente explodiria”, diz Guo. “Neste caso, não. Isso indica que a membrana basal fornece um controlo sobre o crescimento.”
A equipa planeia medir as propriedades da membrana em diferentes estágios de desenvolvimento do ca
ncro, bem como o seu comportamento à volta de tecidos e órgãos saudáveis e estão também a explorar formas de modificar a elasticidade da membrana para ver se, ao tornar-se mais rígida, impedirá a passagem das células cancerígenas.
“Estamos a acompanhar ativamente as hipóteses de modificar a mecânica dessas membranas e aplicar perturbações em modelos de cancro da mama, para ver se podemos atrasar a sua invasão ou metástase”, diz Guo.
